隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人類對于大自然的干擾和對環(huán)境的破壞愈發(fā)嚴重，無論是酸雨等氣候災害、亦或是全球氣候變暖、還是霧霾現(xiàn)象頻發(fā)，都嚴重的影響著人們的生存環(huán)境。各國科學家對環(huán)境監(jiān)控都十分重視。2008年，正值北京奧運會舉辦之際，美國普林斯頓科研小組利用量子級聯(lián)激光器搭建了開路式氣體檢測系統(tǒng)，對北京進行了空氣質量評估。“HIPPO”項目（由美國國家科學基金會（NSF）和美國國家海洋和大氣局（NOAA）支持）和“CalNEX”項目（由美國加州空氣資源局（CARB）和NOAA支持）正在開展溫室氣體的相關研究工作。[2]工業(yè)監(jiān)控在石油化工、金屬冶煉、礦山開采等行業(yè)生產(chǎn)過程中，通過檢測產(chǎn)生的相應氣體的濃度可以進行進程監(jiān)控，也可以監(jiān)控泄露危險氣體的濃度，以保障生產(chǎn)安全，已有技術采用μmQCL對工業(yè)燃燒排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的NO氣體進行實時檢測，并使用μm的脈沖QCL對物產(chǎn)生的氣體進行光學檢測。醫(yī)學應用有的疾病會造成人類呼出氣體成分的異常升高，通過對呼出氣體的種類和濃度進行準確的分析，可以對臨床診斷和提供有價值的參考，而且不必因為使用CT等儀器而引入過多的輻射。例如，患有糖尿病、肝臟和腎臟疾病的患者呼出的氣體中NH3濃度會出現(xiàn)異常。 量子級聯(lián)激光器是一種新型半導體激光器，體積小、壽命長等特點，其工作原理卻和傳統(tǒng)半導體激光器截然不同。江西氨QCL激光器封裝

    氣體分析儀主要利用激光光譜技術，通過氣體對特定波長的激光吸收特性來檢測氣體濃度。1.激光吸收光譜原理激光吸收光譜法基于不同氣體分子對特定波長的激光具有不同的吸收特性。當激光光束穿過氣體樣品時，特定氣體分子會吸收與其吸收光譜相匹配的激光波長。通過測量吸收后的激光強度變化，可以確定氣體的濃度。2.調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）是激光氣體分析儀**常用的技術之一。其工作原理如下：激光光源：使用調諧半導體激光器作為光源，能夠在特定的窄波段范圍內快速調諧激光波長，精確匹配待測氣體的吸收峰。氣體吸收過程：激光器發(fā)射的窄帶單色激光穿過待測氣體樣品。由于特定氣體分子在特定波長處具有吸收峰，部分激光能量被吸收，導致光強度減弱。探測器測量：激光通過氣體后，剩余的激光光強被探測器接收。探測器將光信號轉換為電信號，測量激光強度的衰減。信號處理與濃度計算：分析儀通過計算吸收光譜的強度和形狀，使用朗伯-比爾定律（Beer-LambertLaw）來推導出氣體的濃度。TDLAS技術的高分辨率和高靈敏度使其能夠準確檢測低濃度的氣體。3.光聲光譜（PAS）光聲光譜（PhotoacousticSpectroscopy。 山東甲烷QCL激光器供應商甲烷分子的基頻吸收帶位于在3.3μm附近的中紅外區(qū)域。因此用中紅外激光器探測甲烷氣體非常有益。

    2002年之后，帶間級聯(lián)激光器在美國噴氣推進實驗室（JPL）取得了更加快速的發(fā)展，在低閾值電流、高工作溫度以及長波長等方向上都取得了矚目的成果。其中**重要的是2005年，研究人員制作出的單縱模分布反饋式激光器（DFB）可以實現(xiàn)甲烷氣體的檢測。并于2007年交付美國國家航空航天局（NASA）的好奇號進行火星的甲烷探測。2008年，美國海軍實驗室（NRL）經(jīng)過多年優(yōu)化和發(fā)展，終于實現(xiàn)了里程碑式的***臺室溫連續(xù)激射的帶間級聯(lián)激光器，連續(xù)波**高工作溫度可達319K，激射波長為μm。2011年，美國海軍實驗室在材料設計的基礎上，又進一步提出了“載流子再平衡”的概念，解決了有源區(qū)中電子和空穴的數(shù)量不均等問題，通過改變電子注入?yún)^(qū)中的摻雜濃度，平衡有源區(qū)中過高的空穴濃度。之后，德國伍茲堡大學在“載流子再平衡”的基礎上，提出了短注入?yún)^(qū)的設計。2014年，美國海軍實驗室通過增加有源級聯(lián)區(qū)的周期數(shù)及分別限制層的厚度，進一步提高了帶間級聯(lián)激光器的器件指標，其室溫連續(xù)輸出功率達592mW，輸出特性以及輸出波長如圖3和4所示。這也是目前帶間級聯(lián)激光器輸出功率的**高指標，并在2015年成功制作級聯(lián)數(shù)為10的帶間級聯(lián)激光器。

    直接吸收光譜技術是通過調諧激光頻率到選擇吸收譜線透過率和譜線形狀進行分析，并獲取一些重要信息，如吸收譜線強度和增寬系數(shù)。從這些光譜測量得到信息可以推斷出氣體溫度、濃度、氣流速度以及壓力等參數(shù)值。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號給激光驅動器驅動DFB激光器，激光器輸出激光通過待測氣體，光電探測器接收到透射光，并通過對光強信號進行分析，從而測量得到氣體濃度值。實現(xiàn)直接吸收光譜檢測透射光容易受到背景噪聲的干擾、激光器光強波動等因素的影響，為了減小噪聲的干擾，通常會使用高靈敏光譜技術，如采用波長調制技術對目標信號進行高頻調制，實現(xiàn)抑制高頻背景噪聲，從而極大提高探測靈敏度和精度。信號發(fā)生器發(fā)生鋸齒波或三角波掃描信號疊加快速正弦頻率f的調制信號給激光驅動器驅動DFB激光器，激光器輸出調制光經(jīng)過待測氣體，光電探測器接收到吸收后光強，此時將光信號轉換成電信號輸入到鎖相放大器對信號進行解調輸出波長調制的諧波信號，根據(jù)諧波信號的值計算得到此時氣體濃度值。 基于光譜學原理的氣體檢測，有非接觸、快響應、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點，是溫室氣體監(jiān)測技術的主流方向。

    分子紅外光譜與分子的結構密切相關，是研究表征分子結構的一種有效手段，將一束不同波長的紅外射線照射到物質的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜。每種分子都有由其組成和結構決定的獨有的紅外吸收光譜，可以采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法來做分析鑒定。紅外光譜法主要研究在振動中伴隨有偶極矩變化的化合物（沒有偶極矩變化的振動在拉曼光譜中出現(xiàn)）。因此，除了單原子和同核分子如Ne、He、H2等之外，幾乎所有的有機化合物在紅外光譜區(qū)均有吸收。除光學異構體，某些高分子量的高聚物以及在分子量上只有微小差異的化合物外，凡是具有結構不同的兩個化合物，一定不會有相同的紅外光譜。通常紅外吸收帶的波長位置與吸收譜帶的強度，反映了分子結構上的特點，可以用來鑒定未知物的結構組成或其化學基團；而吸收譜帶的吸收強度與分子組成或化學基團的含量有關，可用以進行定量分析和純度鑒定。由于紅外光譜分析特征性強，氣體、液體、固體樣品都可測定，并具有用量少，分析速度快，不破壞樣品的特點。因此，紅外光譜法不僅與其它許多分析方法一樣，能進行定性和定量分析，而且該法是鑒定化合物和測定分子結構的**有用方法之一。 在大氣污染監(jiān)控中，QCL能夠準確檢測大氣中的微量成分，為環(huán)境保護提供有力支持。江蘇HerriotQCL激光器批發(fā)

可調諧激光器以其獨特的波長可調諧特性，成為了現(xiàn)代激光科技的重要支柱。江西氨QCL激光器封裝

    工農業(yè)生產(chǎn)、化石燃料燃燒、機動車尾氣排放等人類活動產(chǎn)生的過量溫室氣體加劇了全球氣候變暖，研究和發(fā)展適用于不同空間、時間尺度的溫室氣體精確、快速、動態(tài)檢測技術是環(huán)境氣候研究的基礎和前提?；诠庾V學原理的氣體檢測技術，具有非接觸、快響應、高靈敏、大范圍監(jiān)測等優(yōu)點，是目前溫室氣體監(jiān)測技術的主流研究方向。針對當前溫室氣體點源、面源、區(qū)域、全球等尺度下的監(jiān)測需求，綜合利用多種形式的光譜學測量手段，開展地面探測、地基探測、機載探測和星載探測四種典型光學觀測，獲取溫室氣體空間分布、季節(jié)變化和年變化的特征和趨勢，這對理解區(qū)域碳排放、掌握源匯信息、研究環(huán)境氣候變化規(guī)律等具有重要意義。二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化合物（HFCs）、全氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF6），其中后三種氣體造成溫室效應的能力強，但從對全球升溫的貢獻百分比來說，CO2、CH4和N2O三大主要溫室氣體所占的比例大，它們對全球變暖的總體貢獻占到77%，濃度也呈現(xiàn)出逐年升高的趨勢。 江西氨QCL激光器封裝